渗氢用钯基膜的研究现状

介绍了渗氢用钯基膜的渗氢机理、影响因素以及制备技术的进展情况。重点阐述了钯基膜的种类及其各自的应用。钯膜的发展经历了从最初的纯钯膜、钯合金膜(主要为钯银、钯钇合金)到目前备受关注并具有良好应用前景的钯及钯基复合膜(如多孔陶瓷、多孔不锈钢基体等)。钯膜的合金化,不仅能提高膜的氢渗透率,而且更重要的是可以提高钯膜的抗氢脆能力,延长钯膜的寿命,扩展钯膜的适用范围。而钯复合膜的研究成功,在保证膜的机械稳定性的前提下,降低了钯膜的厚度及成本,并极大地提高了钯膜的氢渗透率。     

透氢钒基合金膜

目前工业上分离高纯氢气应用最多的是致密金属膜,尤其是钯银合金膜。钯、银属于贵金属,大规模应用成本高。钒基合金膜拥有比钯银合金膜更高的透氢率、机械强度和较低的成本,且氢脆抗力较纯钒得到很大提高,成为潜在的替代钯银合金膜的材料之一。本文综述了钒基合金膜材料的研究现状,催化层对透氢性能的影响以及钒基合金膜的制备方法,并对未来的发展趋势进行了展望。     

涂钯硅藻土（Pd／K）吸氢动力学分析

用硝酸钯铵((NH4)2Pd(NO3)4)热分解法制得了钯含量为44.5%±0.1%(质量分数,下同)的涂钯硅藻土(Pd/K)。分别在293K,303K,313K下测定了不同氢钯比的动力学曲线。结果表明,在常温下Pd/K与氢分为初始快反应和后期长时间的慢反应2个阶段。其中,快速反应阶段的吸氢动力学曲线在1min内满足以下关系式:P=P0+(P0–Pe)·exp(Kt),符合解离吸附机理。在α及β相区的吸氢速率常数随氢钯比增加而呈线性增加,而坪台区与两相区转变点附近的速率常数呈减小趋势。当氢钯比为0.0015~0.0175时,活化能由2.82kJ·mol-1上升至10.45kJ·mol-1。     

水合肼-氢还原重量法测定硫酸钯溶液产品中的钯含量

采用水合肼作还原剂,还原后的金属钯黑再通氢还原纯化,建立了水合肼-氢还原重量法测硫酸钯溶液中的钯含量。在优化后的测定条件下,测定了4.00%~14.50%含量的钯,分析结果的极差、相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.02%、0.062%~0.16%。与GB/T 23276-2009法相比较,测定结果的准确度和精密度更高。     

钯钇合金净化器的透氢性能研究

对微通道及传统外压式钯钇合金净化器的透氢速率和氢混合气(CO2、H2O、CO)分离性能进行了研究。结果表明，在纯氢条件下，两种结构的钯钇合金净化器透氢速率随压力的平方根差呈线性增大，并且透氢速率基本一致；在对氢混合气(CO2、H2O、CO)进行分离时，两种结构的钯钇合金净化器的透氢率发生了显著下降，但微通道结构下降不明显。     

分离高纯氢用钯基合金膜简述

在Pd中添加Y、Cu、Ru或In,进一步制备钯合金膜后,其透氢率和强度等性能会生变化。介绍了钯基合金膜的透氢性能和物理性能,以及温度和气体成份对性能的影响;描述了PdAg、PdCu、PdY、PdRu和PdInRu的性能特点及应用领域。     

钯床排代回收和装载氘的性能研究

通过让氢气流经氘化钯床，在床出口端间隔取样分析的方法，研究了室温(～22℃)下钯床排代回收和装载氘的性能。结果表明，气—固相间的氢、氘交换过程可以采用塔板模型进行描述；22℃下钯具有较大的氢同位素交换速率，氢(氘)的排代流速为1．8L／min时，回收率为80％的氘纯度可以达到99％，排代气量为钯床吸氢量的3．0倍时，氘的装载纯度可以达到99％。     

氢在钯纳米晶薄膜中的扩散

采用电刷镀工艺制备了厚度＜1μm的钯膜。AFM和SEM观测表明钯膜由半球型的纳米晶簇构成,晶簇尺寸在20－30mm之间;在薄膜中没有发现裂纹和气孔。利用电化学剥离方法测定了氢在α薄膜的扩散系数（298－ 328K）。氢的扩散行为符合Arrhenius定律。扩散系数比相同温度下体材料的扩散系数低1个数量级,表明晶界阻碍了氢的扩散。     

钯钐合金中氢扩散动力学的研究

本文利用电化学方法研究了氢在钯钐合金中的扩散系数。结合结构分析,建立了氢在钯钐合金中的间隙扩散模型,分析了氢在有序状态下的钯钐合金中的扩散特点。     

氢脆钛钯合金热处理消氢工艺研究

为了延长钛钯合金设备的使用寿命,对发生氢脆的钛钯合金进行了热处理消氢研究。分析了氢脆钛钯合金的DSC曲线、热处理消氢前后钛钯合金的金相组织、显微硬度和氢含量。结果表明:经过850℃、4 h热处理消氢,可以使得钛钯合金的含氢量从2100μg/g降低到65μg/g。